UA56228C2 - Composite ingot for producing by evaporating a functionally gradient cover with outer ceramic layer on metal lining (versions) - Google Patents
Composite ingot for producing by evaporating a functionally gradient cover with outer ceramic layer on metal lining (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- UA56228C2 UA56228C2 UA99115973A UA99115973A UA56228C2 UA 56228 C2 UA56228 C2 UA 56228C2 UA 99115973 A UA99115973 A UA 99115973A UA 99115973 A UA99115973 A UA 99115973A UA 56228 C2 UA56228 C2 UA 56228C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- ingot
- ceramic
- insert
- evaporation
- coating
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title abstract description 96
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 title abstract description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 45
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 54
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 19
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 56
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 48
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 46
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 39
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 15
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 14
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 8
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012720 thermal barrier coating Substances 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- 229910000951 Aluminide Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100327819 Caenorhabditis elegans chl-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101001019013 Homo sapiens Mitotic interactor and substrate of PLK1 Proteins 0.000 description 1
- 241000899793 Hypsophrys nicaraguensis Species 0.000 description 1
- 102100033607 Mitotic interactor and substrate of PLK1 Human genes 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021357 chromium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/027—Graded interfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12458—All metal or with adjacent metals having composition, density, or hardness gradient
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
оптимальними технологіями одержання покриттів такі що створюють плоскі міжфазні поверхні між металевими та керамічними шарами. Більш переважні, з точки зору працездатності керамічних шарів, плавні переходи від металу до кераміки.optimal coating technologies are those that create flat interphase surfaces between metal and ceramic layers. Smooth transitions from metal to ceramics are more preferable from the point of view of performance of ceramic layers.
На основі викладеного напрошується висновок, що подальше удосконалення методів одержання багатошарових градієнтних захисних покриттів слід здійснювати у напрямку скорочення числа різнорідних технологічних стадій з одночасним формуванням плавного переходу між шарами, насамперед, на міжфазних поверхнях метал/кераміка.On the basis of the above, the conclusion is suggested that further improvement of the methods of obtaining multilayer gradient protective coatings should be carried out in the direction of reducing the number of heterogeneous technological stages with the simultaneous formation of a smooth transition between layers, first of all, at the metal/ceramic interfacial surfaces.
Найбільш близьке до винаходу, що пропонується, і тому взяте за прототип рішення викладено у патентіThe solution closest to the proposed invention, and therefore taken as a prototype, is set forth in the patent
України Ме 17473 від 19.07.1999 р. (Б. А. Мовчан і ін.) (аналог - патент США Мо 5,834,070 від 10.11.1988 р.). Тут запропонований композиційний зливок для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці, що має керамічну основу (27О5(У203)) і розміщену в її верхній частині вставку, виготовлену із суміші металів або сплавів і оксидів, що мають різну пружність пари при температурі випаровування. За цим винаходом градієнтну перехідну зону покриття між поверхнею зв'язуючого шару і верхнім керамічним шаром із 2гО5(у203) одержують електронно-променевим випаровуванням указаного керамічного зливка 27О2(у203) з розташованою на його верхньому торці металокерамічною вставкою (таблеткою) із суміші металів і оксидів із різною пружністю пари при температурі випаровування вставки. Цією сумішшю може бути, наприклад, система А!- АІ2Оз- 210» або А!І- АІ2О3-РІ- 710».Ukraine Me 17473 dated 07/19/1999 (B. A. Movchan and others) (analogue - US patent Mo 5,834,070 dated 11/10/1988). Here, a composite casting is proposed for obtaining by evaporation a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate, which has a ceramic base (27O5(U203)) and an insert made of a mixture of metals or alloys and oxides with different elasticity is placed in its upper part vapor at the evaporation temperature. According to this invention, the gradient transition zone of the coating between the surface of the binding layer and the upper ceramic layer of 2гО5(у203) is obtained by electron beam evaporation of the specified ceramic ingot 27О2(у203) with a metal-ceramic insert (tablet) from a mixture of metals and oxides located on its upper end with different vapor elasticity at the insert evaporation temperature. This mixture can be, for example, the A!-AI2Oz-210" or A!I-AI2O3-RI-710" system.
Пружність пари компонентів вставки при температурі випаровування максимальна для алюмінію і мінімальна для оксиду цирконію, тобто зменшується у послідовності АІ-» АІ2О33-» 2102. Тому першим починає випаровуватись алюміній, потім підключається випаровування оксиду алюмінію і на заключній стадії випаровується оксид цирконію таблетки з безперервним переходом до випаровування оксиду цирконію зливка. В результаті, у процесі конденсації формується градієнтна перехідна зона товщиною 3-5 мкм між металевою поверхнею (зв'язуючим шаром) і керамічним покриттям 27О2(у203), що складається з окремих мікрошарів, наприклад, МІАЇ, АІ2Оз, АІ2О03- 2710». Слід відзначити, що конденсація парового потоку таблетки відбувається, як правило, на поверхні попередньо підігрітого до температур вище температури плавлення алюмінію (660"С). Тому перші порції алюмінію конденсуються на поверхні у вигляді дуже тонкого шару рідкої фази, яка взаємодіє з матеріалом поверхні підкладки, наприклад, зв'язуючого шару МСОТГАЇУ, і створює міцне з'єднання підкладки з перехідною градієнтною зоною.The elasticity of the pair of insert components at the evaporation temperature is maximal for aluminum and minimal for zirconium oxide, that is, it decreases in the sequence AI-» AI2O33-» 2102. Therefore, aluminum begins to evaporate first, then aluminum oxide evaporation is connected, and at the final stage, zirconium oxide of the tablet evaporates with a continuous transition before evaporation of zirconium oxide ingot. As a result, in the process of condensation, a gradient transition zone with a thickness of 3-5 microns is formed between the metal surface (binding layer) and the ceramic coating 27O2(u203), which consists of separate microlayers, for example, MIAI, AI2Oz, AI2O03-2710". It should be noted that the condensation of the vapor stream of the tablet usually occurs on the surface of aluminum preheated to temperatures above the melting point of aluminum (660°C). Therefore, the first portions of aluminum condense on the surface in the form of a very thin layer of the liquid phase that interacts with the surface material of the substrate , for example, of the binding layer of MSOTGAIU, and creates a strong connection of the substrate with the transitional gradient zone.
Як було відзначено вище при описі прототипу, композиція "металокерамічна таблетка-керамічний зливок" дозволяє одержувати градієнтну перехідну зону товщиною З - 5мкм між металевою підкладкою (зв'язуючим шаром) і керамічним покриттям, склад і структуру якої визначає металокерамічна суміш (таблетка), яка фракційне випаровується при електронно-променевому нагріванні. Вимога фракційного випаровування металокерамічних сумішей накладає визначені обмеження на склад, структуру, а також товщину градієнтної перехідної зони. Крім того, викладений у прототипі підхід не дозволяє створювати необхідні градієнти складу і структури, як металевого зв'язуючого шару, так і верхнього керамічного шару.As was noted above when describing the prototype, the composition "metal-ceramic tablet-ceramic ingot" makes it possible to obtain a gradient transition zone with a thickness of 3 - 5 μm between the metal substrate (binding layer) and the ceramic coating, the composition and structure of which is determined by the metal-ceramic mixture (tablet), which fractionally evaporates during electron beam heating. The requirement for fractional evaporation of metal-ceramic mixtures imposes certain restrictions on the composition, structure, and thickness of the gradient transition zone. In addition, the approach outlined in the prototype does not allow creating the necessary gradients of the composition and structure of both the metal binding layer and the upper ceramic layer.
В основу цього винаходу поставлена задача вдосконалити композиційний зливок, за рахунок змінювання його конструкції для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці у процесі здійснення одностадійного процесу осадження покриття.The basis of this invention is the task of improving the composite casting by changing its design to obtain by evaporation a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate in the process of implementing a one-stage coating deposition process.
Поставлена задача вирішена тим, що запропонований композиційний зливок для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці, що має керамічну основу й розміщену в її верхній частині першу вставку, виготовлену із суміші металів або сплавів і оксидів, що мають різну пружність пари при температурі випаровування, у якому, за винаходом, керамічна основа зливка в залежності від потрібної будови градієнтного покриття містить у її верхній і/або середній і/або нижній частині щонайменше один додатковий фрагмент-вставку, склад якого відрізняється від згаданої першої вставки і який виготовлений з металевих і/або неметалевих матеріалів або їх сумішей.The task is solved by the proposed composite ingot for obtaining by evaporation a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate, which has a ceramic base and a first insert placed in its upper part, made of a mixture of metals or alloys and oxides that have different elasticity steam at the evaporation temperature, in which, according to the invention, the ceramic base of the ingot, depending on the desired structure of the gradient coating, contains in its upper and/or middle and/or lower part at least one additional insert fragment, the composition of which differs from the mentioned first insert and which made of metallic and/or non-metallic materials or their mixtures.
Таке рішення, а саме добір і відповідне розміщення у керамічній основі композиційного зливка, переважно циліндричної форми, фрагментів-вставок із металевих і неметалевих матеріалів необхідних форм і розмірів, забезпечує при безперервному випаровуванні та подальшій конденсації парової фази на підкладці формування градієнтного багатошарового покриття заданого складу й структури.Such a solution, namely the selection and appropriate placement in the ceramic base of a composite cast, preferably cylindrical in shape, of fragments-inserts made of metallic and non-metallic materials of the required shapes and sizes, ensures, with continuous evaporation and subsequent condensation of the vapor phase on the substrate, the formation of a gradient multilayer coating of the given composition and structures.
Доцільно, щоб перша вставка й додаткові фрагменти-вставки, розміщені у верхній частині керамічної основи, були виготовлені з матеріалів, обраних, згідно з призначенням покриття, із групи, яка включає метали, сплави, інтерметаліди, силіциди, металокераміку, кераміку або органічні речовини, що мають температуру плавлення більш низьку, а пружність пари більш високу, ніж температура плавлення й пружність пари керамічної основи зливка, щоб при нагріванні композиційного зливка матеріал першої вставки й додаткових фрагментів-вставок, розміщених у верхній частині керамічної основи, випаровувався першим для формування на підкладці перехідних зв'язуючих шарів потрібного складу і структури.It is desirable that the first insert and additional insert fragments located on the upper part of the ceramic base are made of materials selected, according to the purpose of the coating, from the group consisting of metals, alloys, intermetallics, silicides, metal ceramics, ceramics or organic substances, having a lower melting point and a higher vapor elasticity than the melting temperature and vapor elasticity of the ceramic base of the ingot, so that when the composite ingot is heated, the material of the first insert and additional insert fragments placed in the upper part of the ceramic base evaporates first to be formed on the substrate transitional binding layers of the desired composition and structure.
Слід підкреслити позитивний вплив присутніх у фрагментах-вставках легкоплавких металів і сплавів, температура плавлення яких нижче температури попереднього підігрівання підкладки перед осадженням покриття. Тонка рідка плівка, що створюється на поверхні підкладки у початковий момент їх конденсації, розчиняє мікронерівності поверхні і, взаємодіючи з матеріалом підкладки, сприяє формуванню щільної структури контактної зони підкладка - зв'язуючий шар. Згаданий вибір матеріалів забезпечує оптимальну структуру та склад перехідних зв'язуючих шарів на підкладці.It should be emphasized the positive influence of low-melting metals and alloys present in the inserted fragments, the melting point of which is lower than the preheating temperature of the substrate before coating deposition. A thin liquid film created on the surface of the substrate at the initial moment of their condensation dissolves micro-uniformities of the surface and, interacting with the material of the substrate, contributes to the formation of a dense structure of the contact zone between the substrate and the binding layer. The mentioned selection of materials provides an optimal structure and composition of transitional binding layers on the substrate.
Доцільно, щоб додаткові фрагменти-вставки, розміщені у середній і нижній частині керамічної основи, були виготовлені переважно з неметалевого матеріалу з тим, щоб матеріал цих фрагментів-вставок випаровувався та конденсувався одночасно з керамічною основою зливка, формуючи склад і структуру верхніх керамічних шарів градієнтного покриття.It is desirable that the additional insert fragments placed in the middle and lower part of the ceramic base are made mainly of non-metallic material so that the material of these insert fragments evaporates and condenses simultaneously with the ceramic base of the ingot, forming the composition and structure of the upper ceramic layers of the gradient coating .
В основу цього винаходу поставлена, зокрема, задача вдосконалити композиційний зливок за рахунок змінювання його конструкції для одержання шляхом випаровування термобар'єрного функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці для здійснення одностадійного процесу осадження покриття.The basis of this invention is, in particular, the task of improving the composite casting by changing its design to obtain by evaporation a thermal barrier functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate to implement a one-stage coating deposition process.
Поставлена задача вирішена тим, що запропонований композиційний зливок для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці, що має керамічну основу й розміщену в її верхній частині першу вставку, виготовлену із суміші металів або сплавів і оксидів, що мають різну пружність пари при температурі випаровування, у якому, за винаходом, керамічна основа зливка виготовлена з частково або повністю стабілізованого 2гО» і в залежності від потрібної будови градієнтного покриття містить у її верхній і/або середній і/або нижній частині щонайменше один додатковий фрагмент-вставку, склад якого відрізняється від згаданої першої вставки і який виготовлений з металевих і/або неметалевих матеріалів або їх сумішей.The task is solved by the proposed composite ingot for obtaining by evaporation a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate, which has a ceramic base and a first insert placed in its upper part, made of a mixture of metals or alloys and oxides that have different elasticity steam at the evaporation temperature, in which, according to the invention, the ceramic base of the ingot is made of partially or fully stabilized 2gO" and, depending on the desired structure of the gradient coating, contains in its upper and/or middle and/or lower part at least one additional insert fragment, the composition of which differs from the mentioned first insert and which is made of metallic and/or non-metallic materials or their mixtures.
Керамічна основа зливка, виконана з 710», що має низьку теплопровідність, визначає термобар'єрні властивості одержуваного градієнтного покриття, а наявність фрагментів - вставок із металевих і неметалевих матеріалів необхідних форм і розмірів, забезпечує при безперервному випаровуванні та подальшій конденсації парової фази на підкладці формування градієнтного багатошарового покриття заданого складу й структури.The ceramic base of the ingot, made of 710", which has a low thermal conductivity, determines the thermal barrier properties of the resulting gradient coating, and the presence of fragments - inserts made of metallic and non-metallic materials of the required shapes and sizes, ensures continuous evaporation and subsequent condensation of the vapor phase on the substrate of the formation gradient multi-layer coating of a given composition and structure.
Переважно, щоб, при виконанні керамічної основи зливка з 2гО2, перша вставка й додаткові фрагменти- вставки, розміщені у верхній частині керамічної основи, були виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає метали АЇ, 5і, Ре, Мі, Со, Ст, Мп, М, Рі, 2, Ні, сплави типу МОСг і МОСгТАЇМ (де М - Бе, Мі, Со), інтерметаліди нікелю, кобальту, платини, силіциди хрому, органічні сполуки, що містять вуглець, керамікуPreferably, when making the ceramic base of the ingot from 2gO2, the first insert and additional insert fragments placed in the upper part of the ceramic base were made of a material selected from the group that includes metals AI, 5i, Re, Mi, So, St .
АІ203, Сг203, металокерамічні суміші типу М-У- 270», М-У-РІ- 210», М-У- АІ2Оз- 21О» (де М - АЇ, Сі), керамічні суміші АІ2О3-С12Оз3- У2Оз- 210».AI203, Сg203, metal-ceramic mixtures of the type M-U-270", M-U-RI- 210", M-U- AI2Oz- 21O" (where M - AI, Si), ceramic mixtures AI2O3-С12Oz3- U2Oz- 210" .
Таке рішення сприяє формуванню оптимальної структури контактної зони підкладка - зв'язуючий шар, що забезпечує високу адгезію термобар'єрного покриття на основі 270».This solution contributes to the formation of the optimal structure of the contact zone of the substrate - the binding layer, which ensures high adhesion of the thermal barrier coating based on 270".
Переважно при цьому, щоб додаткові фрагменти-вставки, розміщені у середній і нижній частині керамічної основи, виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає оксиди А/Іг2Оз, У2Оз; І а2О3; СеО»; НО»; БО» і їх суміші.It is preferable that the additional insert fragments placed in the middle and lower part of the ceramic base are made of a material selected from the group that includes oxides A/Ig2Oz, U2Oz; And a2O3; SeO"; BUT"; BO" and their mixtures.
Таке рішення дозволяє сформувати плавну перехідну зону між зв'язуючими металевими та верхніми керамічними шарами даного градієнтного покриття на основі 270».Such a solution allows forming a smooth transition zone between the binding metal and upper ceramic layers of this gradient coating based on 270".
В основу цього винаходу поставлена, зокрема, задача вдосконалити композиційний зливок за рахунок змінювання його конструкції для одержання шляхом випаровування жаростійких і ерозійностійких функціонально градієнтних покриттів із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці для здійснення одностадійного процесу осадження покриття.The basis of this invention is, in particular, the task of improving the composite casting by changing its design to obtain by evaporation heat-resistant and erosion-resistant functionally gradient coatings with an outer ceramic layer on a metal substrate to implement a one-stage coating deposition process.
Поставлена задача вирішена тим, що запропонований інший варіант композиційного зливка для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці, що має керамічну основу й розміщену в її верхній частині першу вставку, виготовлену із суміші металів або сплавів і оксидів, що мають різну пружність пари при температурі випаровування, у якому, за винаходом, керамічна основа зливка виготовлена з А/2Оз і в залежності від потрібної будови градієнтного покриття містить у її верхній і/або середній і/або нижній частині щонайменше один додатковий фрагмент- вставку, склад якого відрізняється від згаданої першої вставки і який виготовлений з металевих і/або неметалевих матеріалів або їх сумішей.The problem is solved by the fact that another version of the composite ingot is proposed for obtaining, by evaporation, a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate, which has a ceramic base and a first insert placed in its upper part, made of a mixture of metals or alloys and oxides, having different steam elasticity at the evaporation temperature, in which, according to the invention, the ceramic base of the ingot is made of A/2Oz and, depending on the desired structure of the gradient coating, contains in its upper and/or middle and/or lower part at least one additional fragment - insert, composition which differs from the mentioned first insert and which is made of metallic and/or non-metallic materials or their mixtures.
Таке рішення забезпечує одержання не тільки жаростійких і ерозійностійких, але й твердих і зносостійких покриттів на основі А/І2О3з.Such a solution ensures obtaining not only heat-resistant and erosion-resistant, but also hard and wear-resistant coatings based on A/I2O3z.
Переважно, щоб при виконанні керамічної основи зливка з АІ2Оз, перша вставка й додаткові фрагменти- вставки, розміщені у верхній частині керамічної основи, були виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає метали 5п, АЇ, Си, Ееє, Мі, Со, Ст, У, сплави Мет і МОГАЇМ (де М - 5п, Си, Еє, Мі, Со), інтерметаліди залізу, нікелю та кобальту, силіциди хрому, органічні сполуки, що містять вуглець, металокерамічні суміші М-Preferably, when making the ceramic base of the ingot from AI2Oz, the first insert and additional insert fragments placed in the upper part of the ceramic base should be made of a material selected from the group that includes metals 5p, AI, Si, Ee, Mi, So, St, U, Met and MOGAIM alloys (where M is 5p, Si, Ee, Mi, Co), intermetallics of iron, nickel, and cobalt, chromium silicides, organic compounds containing carbon, metal-ceramic mixtures of M-
А25Оз, М-МІі- АІ25Оз (де М - 5п, А, Ст, М, Ее, Си), Зп-Ст- АІ205.A25Oz, M-MIi- AI25Oz (where M - 5p, A, St, M, Ee, Sy), Zp-St- AI205.
Саме таке рішення забезпечує у даному випадку одержання оптимальної структури контактної зони підкладка - зв'язуючий шар, що забезпечує високу адгезію жаростійких і ерозійностійких функціонально градієнтних покриттів на основі АІ20О3.In this case, it is this solution that provides the optimal structure of the contact zone, the substrate is a binding layer that ensures high adhesion of heat-resistant and erosion-resistant functional gradient coatings based on AI20O3.
Переважно при цьому, щоб додаткові фрагменти-вставки, розміщені у середній і нижній частині керамічної основи, виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає оксиди СтггОз, МоаО, 510»; 2710»; ХУ2Оз; Вг2Оз.It is preferable that the additional fragments-inserts, placed in the middle and lower part of the ceramic base, are made of a material selected from the group that includes oxides StggOz, MoaO, 510"; 2710"; ХУ2Оз; Hg2Oz.
Таке рішення дозволяє сформувати плавну перехідну зону між зв'язуючими металевими та верхніми керамічними шарами даного градієнтного покриття на основі А/І2Оз.This solution allows for the formation of a smooth transition zone between the binding metal and upper ceramic layers of this gradient coating based on A/I2Oz.
В основу цього винаходу поставлена також задача вдосконалити композиційний зливок для одержання шляхом випаровування твердих і зносостійких функціонально градієнтних покриттів із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці за рахунок змінювання його конструкції для здійснення одностадійного процесу осадження покриття.The basis of this invention is also the task of improving the composite casting for obtaining by evaporation hard and wear-resistant functionally gradient coatings with an outer ceramic layer on a metal substrate by changing its design to implement a one-stage coating deposition process.
Поставлена задача вирішена тим, що запропоновано ще один, третій, варіант композиційного зливка для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці, що має керамічну основу й розміщену в її верхній частині першу вставку, виготовлену із суміші металів або сплавів і оксидів, що мають різну пружність пари при температурі випаровування, у якому, за винаходом, керамічна основа зливка виготовлена з карбіду титану ТІіС і в залежності від потрібної будови градієнтного покриття містить у її верхній і/або середній і/або нижній частині щонайменше один додатковий фрагмент-вставку, склад якого відрізняється від згаданої першої вставки і який виготовлений з металевих і/або неметалевих матеріалів або їх сумішей.The task is solved by the fact that one more, third, variant of a composite casting is proposed for obtaining by evaporation a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate, which has a ceramic base and placed in its upper part the first insert made of a mixture of metals or alloys and oxides having different vapor elasticity at the evaporation temperature, in which, according to the invention, the ceramic base of the ingot is made of titanium carbide TIiS and, depending on the desired structure of the gradient coating, contains at least one additional fragment in its upper and/or middle and/or lower part - an insert, the composition of which differs from the mentioned first insert and which is made of metallic and/or non-metallic materials or their mixtures.
Переважно, щоб, при виконанні керамічної основи зливка з ТіС, перша вставка й додаткові фрагменти- вставки, розміщені у верхній частині керамічної основи, були виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає метали 5п, АЇ, Си, Ре, Мі, Со, Ст, сплави МОГ, МОгАї (де М - п, Си, Ее, Мі, Со), МіСо, органічні сполуки, що містять вуглець, металокерамічні суміші Со-тТісС; Мі-тТіС, Ст-Со-тТіС, Ст-Мі-ТіС, Зп-Сі-Мі (Со) -ТісС;It is preferable that, when making the ceramic base of the TiS ingot, the first insert and additional insert fragments placed in the upper part of the ceramic base should be made of a material selected from the group that includes metals 5p, AI, Si, Re, Mi, So . Mi-tTiS, St-So-tTiS, St-Mi-TiS, Zp-Si-Mi (So) -TisS;
Зп-Сі-ТІ-ТІС.Zp-Si-TI-TIS.
В даному випадку саме таке рішення забезпечує одержання оптимальної структури контактної зони підкладка - зв'язуючий шар, що забезпечує високу адгезію жаростійких і ерозійностійких функціонально градієнтних покриттів на основі Тіс.In this case, it is this solution that provides the optimal structure of the contact zone of the substrate - the binding layer, which ensures high adhesion of heat-resistant and erosion-resistant functional gradient coatings based on Yew.
Переважно при цьому, щоб додаткові фрагменти-вставки, розміщені у середній і нижній частині керамічної основи, були виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає 2, НІС, СізС»2; ТІВ?» і їх суміші.It is preferable that the additional insert fragments placed in the middle and lower part of the ceramic base are made of a material selected from the group that includes 2, NIS, SizS"2; TIV?" and their mixtures.
Таке рішення дозволяє сформувати плавну перехідну зону між зв'язуючими металевими та верхніми керамічними шарами даного градієнтного покриття на основі ТісС.This solution allows you to form a smooth transition zone between the binding metal and upper ceramic layers of this TisS-based gradient coating.
Указана вище задача вдосконалити композиційний зливок для одержання шляхом випаровування твердих і зносостійких функціонально градієнтних покриттів із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці вирішена також тим, що запропонований ще один, четвертий, варіант композиційного зливка для одержання шляхом випаровування функціонально градієнтного покриття із зовнішнім керамічним шаром на металевій підкладці, що має керамічну основу й розміщену в її верхній частині першу вставку, виготовлену із суміші металів або сплавів і оксидів, що мають різну пружність пари при температурі випаровування, у якому, за винаходом, керамічна основа зливка виготовлена з дибориду титану ТіВа і в залежності від потрібної будови градієнтного покриття містить у її верхній і/або середній і/або нижній частині щонайменше один додатковий фрагмент-вставку, склад якого відрізняється від згаданої першої вставки і який виготовлений із металевих і/або неметалевих матеріалів або їх сумішей.The above-mentioned task of improving a composite cast for obtaining by evaporation hard and wear-resistant functionally gradient coatings with an outer ceramic layer on a metal substrate is also solved by the fact that another, fourth, variant of a composite cast for obtaining by evaporation a functionally gradient coating with an outer ceramic layer on a metal substrate is proposed. a substrate having a ceramic base and a first insert placed in its upper part, made of a mixture of metals or alloys and oxides having different vapor elasticity at the evaporation temperature, in which, according to the invention, the ceramic base of the ingot is made of TiVa titanium diboride and depending from the desired structure of the gradient coating contains in its upper and/or middle and/or lower part at least one additional insert fragment, the composition of which differs from the mentioned first insert and which is made of metallic and/or non-metallic materials or their mixtures.
У цьому випадку переважно, щоб перша вставка й додаткові фрагменти-вставки, розміщені у верхній частині керамічної основи, виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає метали 5п, АЇ, бі, Си, Ее, Мі,In this case, it is preferable that the first insert and additional insert fragments placed in the upper part of the ceramic base are made of a material selected from the group consisting of metals 5p, AI, bi, Si, Ee, Mi,
Со, Ст, М, сплави МСтг (де М - 5п, Си, Еє, Мі, Со), силіциди кобальту, органічні сполуки, що містять вуглець, металокерамічні суміші Ст-ТІВ2, Зп-ТІВ2; У-ТІВ2, Зп-СІ-ТІВ2; Зп-ТІ-ТІВ».Co, St, M, MStg alloys (where M is 5p, Si, Ee, Mi, Co), cobalt silicides, organic compounds containing carbon, metal-ceramic mixtures St-TIV2, Zp-TIV2; U-TIV2, Zp-SI-TIV2; Zp-TI-TIV".
В даному випадку саме таке рішення забезпечує одержання оптимальної структури контактної зони підкладка - зв'язуючий шар, що забезпечує високу адгезію жаростійких і ерозійностійких функціонально градієнтних покриттів на основі ТіВ».In this case, it is this solution that ensures the optimal structure of the contact zone of the substrate - the binding layer, which ensures high adhesion of heat-resistant and erosion-resistant functional gradient coatings based on TiV".
Переважно при цьому, щоб додаткові фрагменти-вставки, розміщені у середній і нижній частині керамічної основи, виготовлені з матеріалу, обраного з групи, яка включає 282; ТІіС, 27, НІС і їх суміші.Preferably, the additional insert fragments placed in the middle and lower part of the ceramic base are made of a material selected from the group that includes 282; TIiS, 27, NIS and their mixtures.
Таке рішення дозволяє сформувати плавну перехідну зону між зв'язуючими металевими та верхніми керамічними шарами даного градієнтного покриття на основі ТіВ».Such a solution makes it possible to form a smooth transition zone between the binding metal and upper ceramic layers of this TiV-based gradient coating."
Формування верхнього шару зі складної багатофазної кераміки досягається розміщенням у нижній частині зливка, яка контактує з охолоджуваною поверхнею тигля або механізмом переміщення зливка, вставки з неметалевих матеріалів у широкому діапазоні температур плавлення та пружності пари. Вставка випаровується останньою і завершує формування градієнтного покриття, зокрема, її склад і умови конденсації визначають ступінь шорсткості поверхні покриття.The formation of the upper layer of complex multiphase ceramics is achieved by placing in the lower part of the ingot, which is in contact with the cooled surface of the crucible or the mechanism of movement of the ingot, an insert made of non-metallic materials in a wide range of melting temperatures and vapor elasticity. The insert evaporates last and completes the formation of the gradient coating, in particular, its composition and condensation conditions determine the degree of surface roughness of the coating.
Ідентичність форми, розмірів, внутрішньої будови та складу композиційних зливків для даного типу покриттів, обумовлена технологічною простотою та прецизійністю їх виготовлення традиційними металургійними методами, насамперед методами порошкової металургії при постійних оптимальних параметрах випаровування та конденсації, забезпечує високий рівень повторюваності складу структури та властивостей градієнтних покриттів.The identity of the shape, size, internal structure and composition of composite ingots for this type of coatings, due to the technological simplicity and precision of their production by traditional metallurgical methods, primarily by powder metallurgy methods with constant optimal parameters of evaporation and condensation, ensures a high level of repeatability of the composition of the structure and properties of gradient coatings.
Технічна суть і принцип винаходу пояснюються на прикладах його втілення з посиланнями на рисунки, що додаються, деThe technical essence and principle of the invention are explained by examples of its implementation with references to the attached drawings, where
Фіг.1 представляє схему будови композиційного зливка.Fig. 1 shows a diagram of the structure of a composite casting.
Фіг.2. представляє схему будови композиційного зливка С1і4Ніо/ (Міст АИигО»2(У2О3з) (а) і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного теплозахисного покриття, одержаного його випаровуванням, після вакуумного відпалу при 10507С протягом 2-х годин (б).Fig. 2. presents the scheme of the structure of the composite ingot C1i4NiO/ (Mist AIigO»2(U2O3z) (a) and the distribution of the main elements along the cross-section of the gradient heat-protective coating obtained by its evaporation, after vacuum annealing at 10507С for 2 hours (b).
Фіг.3. представляє схему будови композиційного зливка МОГА!М/13А1І-0,2у-2 АІгОз- 84,8705/ 7гО2(У2О3) (а) і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного теплозахисного покриття, одержаного його випаровуванням (б).Fig. 3. presents the scheme of the structure of the MOGA!M/13A1I-0.2u-2 AIgOz-84.8705/7gO2(U2O3) composite ingot (a) and the distribution of the main elements along the cross-section of the gradient heat-protective coating obtained by its evaporation (b).
Ффіг4. представляє схему будови композиційного зливка СеО»г2/21О2(7 М2Оз) (а) і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного теплозахисного покриття, одержаного його випаровуванням (б).Fig. 4. shows the scheme of the structure of the composite ingot SeO»g2/21O2(7 M2Oz) (a) and the distribution of the main elements along the cross-section of the gradient heat-protective coating obtained by its evaporation (b).
Ффіг.5. представляє схему будови композиційного зливка 4851п-52С1/ АІгОз/МдО (а) і розподіл основних елементів по перерізу захисного покриття, одержаного його випаровуванням (б).Fig. 5. shows the structure diagram of the composite ingot 4851p-52C1/ AIgOz/MdO (a) and the distribution of the main elements along the cross-section of the protective coating obtained by its evaporation (b).
Фігб. представляє схему будови композиційного зливка 10АІ-90Со/тіС/ТіВ2 (а) і розподіл основних елементів по перерізу твердого покриття, одержаного його випаровуванням (б).Fig. presents a scheme of the structure of the composite ingot 10AI-90Co/TiS/TiB2 (a) and the distribution of the main elements on the cross-section of the solid coating obtained by its evaporation (b).
Керамічна основа зливка 1 (Ффіг.1) переважно у вигляді циліндра, має ряд внутрішніх порожнин, у яких розташовані фрагменти-вставки 2 - 7 із металевих і неметалевих матеріалів. У верхній частині розташовані фрагменти-вставки 2, З і 4 у середній і нижній - 5, 6 і 7. Як відзначалось раніше, залежно від призначення градієнтного покриття матеріалом основи композиційного зливка можуть бути різні тугоплавкі сполуки: 2гО5;The ceramic base of the ingot 1 (Fig. 1) is mainly in the form of a cylinder, has a number of internal cavities, in which there are inserted fragments 2 - 7 of metallic and non-metallic materials. In the upper part there are fragments-inserts 2, C and 4 in the middle and lower - 5, 6 and 7. As noted earlier, depending on the purpose of the gradient coating, the material of the base of the composite ingot can be different refractory compounds: 2гО5;
А205; ТІС; ТіВ» та ін.A205; TIS; TiV" and others.
Фрагмент-вставка 2 має форму невеликого циліндричного зливка, виготовленого переважно з металевих матеріалів (металів, сплавів, інтерметалідів). Наприклад, при осадженні термобар'єрних покриттів, коли керамічна основа зливка 1 виготовлена з частково або повністю стабілізованого 77О», матеріалом фрагмента - вставки 2, залежно від хімічного складу підкладки і потрібних властивостей покриття, можуть бути АЇї, Мі, Ст, В,Insert fragment 2 has the form of a small cylindrical ingot, made mainly of metallic materials (metals, alloys, intermetallics). For example, during the deposition of thermal barrier coatings, when the ceramic base of ingot 1 is made of partially or fully stabilized 77O", the material of the fragment - insert 2, depending on the chemical composition of the substrate and the required properties of the coating, can be AI, Mi, St, B,
МОгГАЇМ, МіА!, (Міст) Аї!, (МІРІ) Аї, РІАїЇ, Стзбі та ін. Для твердих, ерозійностійких і зносостійких покриттів керамічною основою зливка є АІ2Оз; ТіС; ТіВг або композиції на їх основі, а матеріалом фрагмента-вставки 2 можуть бути 5п, АЇ, Си, Ее, Мі, Со, Ст, М і їх сплави.MOgHAYIM, MiA!, (Mist) Ai!, (MIRI) Ai, RIAiYI, Stzbi, etc. For hard, erosion-resistant and wear-resistant coatings, the ceramic base of the ingot is AI2Oz; TiS; TiVg or compositions based on them, and the material of insert fragment 2 can be 5p, AI, Si, Ee, Mi, So, St, M and their alloys.
Техніка випаровування композиційного зливка за допомогою концентрованого джерела енергії, переважно електронного променя, подібна техніці випаровування звичайного керамічного зливка. Композиційний зливок розташовують у мідний водоохолоджуваний тигель. Нагрівання й випаровування починають із верхнього торця зливка та продовжують безперервно до повного випаровування зливка. Поверхню випаровування, як правило поверхню рідкої ванни, підтримують на постійному рівні, переміщуючи зливок угору за допомогою механізму переміщення. Для зливків невеликої висоти, приблизно 10 - 20мм, переміщення зливка не обов'язково.The technique of vaporizing a composite ingot using a concentrated energy source, preferably an electron beam, is similar to the technique of vaporizing a conventional ceramic ingot. The composite ingot is placed in a copper water-cooled crucible. Heating and evaporation start from the upper end of the ingot and continue continuously until the ingot is completely evaporated. The evaporation surface, usually the surface of the liquid bath, is maintained at a constant level by moving the ingot up with the help of a movement mechanism. For ingots of a small height, approximately 10 - 20 mm, it is not necessary to move the ingot.
При нагріванні поверхні композиційного зливка фрагмент-вставка 2 випаровується першим і забезпечує формування металевого зв'язуючого шару (або шарів).When heating the surface of the composite ingot, fragment-insert 2 evaporates first and ensures the formation of a metal binding layer (or layers).
Фрагменти-вставки 3, один або декілька, у формі таблеток або стовпчиків розташовуються по колу кругом фрагмента - вставки 2, якщо є необхідним додатковий вплив на склад і структуру зв'язуючого шару, одержаного випаровуванням фрагмента - вставки 2.Insert fragments 3, one or more, in the form of tablets or columns are placed in a circle around the fragment - insert 2, if additional influence on the composition and structure of the binding layer obtained by evaporation of the fragment - insert 2 is necessary.
При рівномірному нагріванні поверхні композиційного зливка фрагмент-вставка (або фрагменти-вставки)When the surface of the composite casting is uniformly heated, the insert fragment (or insert fragments)
З, залежно від складу й розташування по відношенню до поверхні зливка (див. Фіг.1), випаровується перед початком, одночасно або у кінці випаровування фрагмента - вставки 2, що, таким чином, дозволяє розширити діапазон регулювання складу і структури зв'язуючого шару.C, depending on the composition and location in relation to the surface of the ingot (see Fig. 1), evaporates before the beginning, at the same time or at the end of the evaporation of the fragment - insert 2, which, thus, allows to expand the range of regulation of the composition and structure of the binding layer .
За допомогою фрагментів - вставок З легко здійснити введення у зв'язуючий шар добавок таких елементів як АЇ, Бі, Ее, Мі, Со, Ст, Мп, М, Рі, 7т, НЕ; кераміки АїІ25Оз і Сі2Оз, металокерамічних сумішей, а також сформувати додаткові шари. Наприклад, випарити фрагмент-вставку 2, осадити шар МСОГАЇМ, а зверху його накрити шаром алюмініду нікелю або платини за допомогою випаровування фрагмента - вставки (фрагментів - вставок) З відповідного складу. Особливо слід виділити можливість початкового випаровування фрагмента - вставки (фрагментів - вставок) 3, що складаються з органічних сполук вуглецю, і формування шарів, що містять карбідні фази. Наприклад, випаровування антрацену С1і4Ніо, температура плавлення якого, як відомо, дорівнює 216"С, а температура кипіння 35170.With the help of fragments - inserts Z, it is easy to introduce into the binding layer additives of such elements as AI, Bi, Ee, Mi, So, St, Mp, M, Ri, 7t, NE; ceramics AiI25Oz and Si2Oz, metal-ceramic mixtures, as well as to form additional layers. For example, evaporate fragment-insert 2, deposit a layer of MSOGAY, and cover it with a layer of nickel or platinum aluminide on top of it by evaporating the fragment-insert (fragments-inserts) from the appropriate composition. The possibility of initial evaporation of the fragment - insert (fragments - inserts) 3 consisting of organic carbon compounds and the formation of layers containing carbide phases should be highlighted. For example, the evaporation of C1i4Ni anthracene, the melting point of which is known to be 216"C, and the boiling point is 35170.
Фрагмент-вставка 4 має форму таблетки, розташовується під фрагментом-вставкою 2 і випаровується після випаровування фрагментів - вставок 2 і 3. Він уводиться до складу композиційного зливка, якщо необхідно сформувати плавну перехідну зону між зв'язуючими металевими та верхніми керамічними шарами градієнтного покриття. Згідно з цим призначенням таблетка фрагмента-вставки 4, як правило, складається із сумішей металів і керамік або керамік. Наприклад, для термобар'єрних покриттів це - суміші типів метал-оксид або оксид-оксид: АІ-У-27107; АІ-Х-РІ-21О»2; АІ-Х- АІ2Оз3- 210»; АІ2Оз -Сі2Оз - МУ2Оз - 710».Fragment-insert 4 has the shape of a tablet, is located under fragment-insert 2 and evaporates after evaporation of fragments - inserts 2 and 3. It is included in the composition of the composite casting if it is necessary to form a smooth transition zone between the binding metal and upper ceramic layers of the gradient coating. According to this purpose, the tablet fragment-insert 4, as a rule, consists of mixtures of metals and ceramics or ceramics. For example, for thermal barrier coatings, these are mixtures of metal-oxide or oxide-oxide types: AI-U-27107; AI-X-RI-21O»2; AI-X- AI2Oz3- 210"; AI2Oz - Si2Oz - MU2Oz - 710".
Керамічні фрагменти-вставки 5, 6 і 7, які мають форму стовпчиків 5, циліндрів і конусів 6 або таблеток 7, вводять у керамічну основу зливка для змінювання складу та структури по товщині керамічного шару, який створюється у процесі випаровування та конденсації керамічної основи зливка. Насамперед із метою одержати шарові градієнтні склади та структури і, отже, відповідні фізико-механічні властивості: щільність, теплопровідність, твердість та ін.Ceramic fragments-inserts 5, 6 and 7, which have the form of columns 5, cylinders and cones 6 or tablets 7, are introduced into the ceramic base of the ingot to change the composition and structure of the thickness of the ceramic layer, which is created in the process of evaporation and condensation of the ceramic base of the ingot. First of all, with the aim of obtaining layered gradient compositions and structures and, therefore, the corresponding physical and mechanical properties: density, thermal conductivity, hardness, etc.
Переваги запропонованого композиційного зливка ілюструють такі приклади.The advantages of the proposed composite casting are illustrated by the following examples.
Приклад 1.Example 1.
Керамічний зливок складався з керамічної основи 202-795 У2Оз діаметром 6б9мм, висотою 37мм і вагою -500г, фрагмента 2 у вигляді таблетки інтерметаліду (МІСП)А! діаметром б4мм висотою Змм і вагою 40г, а також мав додатково фрагмент З у вигляді маленької таблетки антрацену (СтієНіо) вагою 0,5г. Зливок був розташований у мідний водоохолоджуваний тигель із механізмом переміщення зливка по мірі його випаровування.The ceramic ingot consisted of a ceramic base 202-795 U2Oz with a diameter of 6b9mm, a height of 37mm and a weight of -500g, fragment 2 in the form of an intermetalide tablet (MISP)A! with a diameter of 4mm, a height of 3mm and a weight of 40g, and also had an additional fragment of C in the form of a small tablet of anthracene (StieNio) weighing 0.5g. The ingot was placed in a copper water-cooled crucible with a mechanism for moving the ingot as it evaporated.
Осадження парового потоку здійснювали безпосередньо на поверхню зразка нікелевого сплаву, що містить 26бваг.9о Ст і 15ваг.бо МУ. Зразки мали форму дисків діаметром 12мм і товщиною Змм. Вони закріплювались на поверхні тримача зразків діаметром боОмм і довжиною 100мм, приєднаного до горизонтального валу, що обертається під час осадження покриттів з швидкістю 25об/хв. Відстань від поверхні зразків до поверхні випаровування зливків дорівнювала З00мм. Осадження парового потоку здійснювали безпосередньо на поверхню зразка нікелевого сплаву, що містить 2бваг.бо Сг і 15ваг.бо МУ. Температура попереднього підігрівання зразка, здійснюваного електронним променем, становила 1000"С. Потужність електронного променя для випаровування композиційного зливка дорівнювала «-32,0кВт. Швидкість конденсації парового потоку на поверхні зразка дорівнювала 5 мкм/хв, відповідно.Steam deposition was carried out directly on the surface of a sample of a nickel alloy containing 26 bwag.9o St and 15 w.bo MU. The samples were in the form of disks with a diameter of 12 mm and a thickness of Zmm. They were fixed on the surface of the sample holder with a diameter of 100 mm and a length of 100 mm, attached to a horizontal shaft that rotates during coating deposition at a speed of 25 rpm. The distance from the surface of the samples to the evaporation surface of the ingots was 300 mm. Deposition of the steam flow was carried out directly on the surface of a nickel alloy sample containing 2 wt.bo of Cg and 15 wt.bo of MU. The temperature of the preheating of the sample, carried out by an electron beam, was 1000 "C. The power of the electron beam for vaporizing the composite casting was equal to "-32.0 kW. The rate of condensation of the steam flow on the surface of the sample was equal to 5 μm/min, respectively.
Випаровування композиційного зливка при безперервному електронно-променевому нагріванні відбувалось у такій послідовності: антрацен-»мнтерметалід-»кераміка.Evaporation of the composite ingot under continuous electron beam heating occurred in the following sequence: anthracene-»mintermetalide-»ceramic.
У процесі випаровування й конденсації на нагрітій підкладці відбувалася дисоціація антрацену зі створенням на поверхні конденсації тонкого шару вуглецю, який взаємодіє з карбідоутворюючими елементами підкладки (МУ, Ст), і зв'язуючого шару інтерметаліду, збагаченого хромом.In the process of evaporation and condensation on the heated substrate, dissociation of anthracene took place with the creation of a thin layer of carbon on the condensation surface, which interacts with the carbide-forming elements of the substrate (MU, St), and a binding layer of chromium-enriched intermetalide.
На фіг.2а,65 показана схема композиційного зливка варіанта 1 - 2 - З і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного теплозахисного покриття після вакуумного відпалу зразка з покриттям при 105070 протягом 2 годин. Звертає увагу присутність трьох концентраційних піків (указані стрілками) на кривих розподілу МУ і Ст у перехідній зоні підкладка/покриття, яка містить вуглець. Як показали додаткові металографічні дослідження, піки вольфраму та хрому відповідають карбідам вольфраму та хрому, що утворилися в матриці сплаву в результаті взаємодії плівки вуглецю з підкладкою. Пік хрому праворуч відповідає карбіду хрому, що утворився у результаті взаємодії вуглецю із зоною багатого хромом зв'язуючого шару (Мі, СОАЇ. Між цим піком хрому і зовнішнім керамічним шаром розташований шар інтерметаліду МІіАЇ з 5 - бваг.оо хрому товщиною приблизно 1Омкм. Таким чином, зв'язуючий шар у цьому прикладі загальною товщиною приблизно 15мкм складається з двох шарів: шару, що містить карбіди МУ і Сг, і шару інтерметаліду з - бваг.95 Ст.Fig. 2a, 65 shows the scheme of the composite casting of variant 1 - 2 - C and the distribution of the main elements along the cross-section of the gradient heat-protective coating after vacuum annealing the coated sample at 105070 for 2 hours. Attention is drawn to the presence of three concentration peaks (indicated by arrows) on the distribution curves of MU and St in the transition zone of the substrate/coating, which contains carbon. Additional metallographic studies showed that the peaks of tungsten and chromium correspond to carbides of tungsten and chromium formed in the alloy matrix as a result of the interaction of the carbon film with the substrate. The chromium peak on the right corresponds to chromium carbide, formed as a result of the interaction of carbon with the zone of the chromium-rich binding layer (Mi, SOAI. Between this peak of chromium and the outer ceramic layer, there is a layer of intermetallide MIiAI with 5 - bwag.oo chromium, approximately 1 µm thick. Such thus, the binding layer in this example with a total thickness of approximately 15 μm consists of two layers: a layer containing MU and Cg carbides, and a layer of intermetallide with - bwag.95 St.
Підвищуючи масу фрагментів 2 і З і варіюючи температуру осадження покриття та подальшого відпалу можна збільшити загальну товщину подібного зв'язуючого шару у декілька разів.By increasing the mass of fragments 2 and 3 and varying the temperature of coating deposition and subsequent annealing, the total thickness of such a binding layer can be increased several times.
Приклад 2.Example 2.
Композиційний зливок складався з керамічної основи 270» - 7вес.9о У2Оз діаметром б9мм, висотою 45мм і вагою «500г; фрагмента 2 у вигляді невеликого зливка МОТГАЇ!М (20ваг.9о Со, 20ваг.бо Ст, 12ваг.95 АЇ, 0,2ваг.ооThe composite ingot consisted of a ceramic base 270" - 7ves.9o U2Oz with a diameter of b9mm, a height of 45mm and a weight of "500g; of fragment 2 in the form of a small ingot of MOTGAI!M (20 wt.9o So, 20 wt.bo St, 12 wt.95 AI, 0.2 wt.oo
У, решта Мі) діаметром б4мм, висотою 9мм, вагою 120г і фрагмента 4 у вигляді металокерамічної таблетки 1Зваг.ую А! - 0,2ваг.бю М - 2ваг.бо АІ2Оз - 84,8ваг.бю 27О2 діаметром 45мм, висотою З мм і вагою -«-16г.U, the rest Mi) with a diameter of 4 mm, a height of 9 mm, a weight of 120 g and fragment 4 in the form of a metal-ceramic tablet 1 Zvag.uyu A! - 0.2 kg M - 2 kg AI2Oz - 84.8 kg 27O2 with a diameter of 45 mm, a height of 3 mm and a weight of -«-16 g.
Осадження покриття здійснювали безпосередньо на поверхню зразків сплаву Непе Ме 5.The coating was deposited directly on the surface of Nepe Me 5 alloy samples.
На фіг.За,б показана схема композиційного зливка варіанта 1 - 2 - 4 і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного покриття після осадження.Fig. Za, b shows the scheme of the composite casting of variant 1 - 2 - 4 and the distribution of the main elements along the cross-section of the gradient coating after deposition.
Як можна бачити з фіг.30, зв'язуючий шар складається з товстого прошарку (уЗОмкм) сплаву МегА!їМ і тонкого (72,0мкм) прошарку інтерметаліду (Мі, СО)А! с приблизно 5ваг.95 Сг, прилеглого до поверхні розділу метал/кераміка. Можна припустити, що А/2Оз із фрагмента 4 знаходиться у прошарку інтерметаліду у вигляді дисперсних часток.As can be seen from Fig. 30, the binding layer consists of a thick layer (uZOμm) of the MegA!iM alloy and a thin (72.0μm) intermetallic layer (Mi, CO)A! with approximately 5 wt.95 Cg adjacent to the metal/ceramic interface. It can be assumed that A/2Oz from fragment 4 is in the intermetallic layer in the form of dispersed particles.
Підвищуючи вміст АЇ у металокерамічній таблетці (фрагмент 4) з 1Зваг.95 до 20ваг.9о можна у 1,5 - 1,6 рази збільшити ширину прошарку інтерметаліду (МІіСО)АЇ.By increasing the AI content in the metal-ceramic tablet (fragment 4) from 1 wt. 95 to 20 wt. 9 o, it is possible to increase the width of the intermetallide (MIiSO) AI layer by 1.5 - 1.6 times.
Приклад 3.Example 3.
Композиційний зливок складався з керамічної основи 2гО2-7ваг.9о У2Оз діаметром б9мм, висотою З7мм і вагою «-500г. Фрагменти 5 у вигляді трьох стовпчиків СеОг діаметром бмм, довжиною 40мм і вагою 5,5г кожен були розташовані у центральній і нижній частинах зливка як показано схематично на фіг.4а. Відстань від верхнього торця зливка до першого стовпчика СеОг дорівнювала -12мм.The composite ingot consisted of a ceramic base of 2gO2-7wag.9o U2Oz with a diameter of 9mm, a height of 37mm and a weight of -500g. Fragments 5 in the form of three SeOg columns with a diameter of mm, a length of 40 mm and a weight of 5.5 g each were located in the central and lower parts of the ingot as shown schematically in Fig. 4a. The distance from the upper end of the ingot to the first column of SeOg was -12 mm.
Умови випаровування та конденсації цього керамічного зливка аналогічні раніше наведеним прикладам.The conditions of evaporation and condensation of this ceramic ingot are similar to the examples given earlier.
На фіг.465 представлений розподіл основних елементів по перерізу керамічного шару товщиною 150мкм.Fig. 465 shows the distribution of the main elements along the cross-section of a ceramic layer with a thickness of 150 μm.
Виразно видно три мікрошари товщиною «5,0мкм кожен, що містять 15ваг.9о СеО».Three microlayers with a thickness of "5.0 μm each containing 15 wt.9o SeO" are clearly visible.
Композиційні зливки, що містять фрагменти 6, демонструють наступні приклади.Composite ingots containing fragments 6 demonstrate the following examples.
Приклад 4.Example 4.
Композиційний зливок складався з керамічної основи АІ2Оз діаметром б9мм, висотою 18мм і вагою «-160Гг; фрагмента 2 у вигляді таблетки сплаву 10ваг.9о Зп -90ваг.9о А! діаметром 25мм, висотою 4мм і вагою 7г, а також фрагмента 6 у вигляді усіченого конуса з МодО з діаметром основи З5мм, висотою 12мм і вагою ЗоОг.The composite ingot consisted of a ceramic base AI2Oz with a diameter of 9mm, a height of 18mm and a weight of -160Gg; fragment 2 in the form of a tablet of alloy 10 wt.9o Zp -90 wt.9o A! with a diameter of 25 mm, a height of 4 mm and a weight of 7 g, as well as fragment 6 in the form of a truncated cone made of ModO with a base diameter of З5 mm, a height of 12 mm and a weight of ЗОг.
Підкладки з Ее, Ті і Си розміром 35 х 5 х 2мм закріплялись на плоскій поверхні стаціонарного пристрою.Substrates of Ee, Ti, and Si measuring 35 x 5 x 2 mm were fixed on the flat surface of the stationary device.
Відстань від поверхні зразків до поверхні випаровування зливка дорівнювала З0Омм. Температура попереднього підігрівання зразків, здійснювана електронним променем, дорівнювала 3507"С. Випаровування композиційного зливка також здійснювалось електронним променем потужністю 20 - 25кВт. Середня швидкість конденсації парового потоку на підкладці була приблизно З ж 4мкм/хв. Послідовність випаровування компонентів зливка така:The distance from the surface of the samples to the evaporation surface of the ingot was 30 mm. The temperature of the preheating of the samples, carried out by an electron beam, was equal to 3507"C. The evaporation of the composite ingot was also carried out by an electron beam with a power of 20 - 25 kW. The average speed of condensation of the steam flow on the substrate was approximately 4 μm/min. The sequence of evaporation of the ingot components is as follows:
Зп-СІ-» АІ2Оз-»МдО.Zp-SI-» AI2Oz-»MdO.
На фіг.5а,С показана схема композиційного зливка варіанта 1 - 2 - 6 і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного захисного покриття: на основі Аі2Оз загальною товщиною -100мкм, осадженого на підкладку з Ті.Fig. 5a, C shows the scheme of the composite casting of variant 1 - 2 - 6 and the distribution of the main elements along the cross-section of the gradient protective coating: based on Al2Oz with a total thickness of -100 μm, deposited on a Ti substrate.
Насамперед слід відзначити хорошу адгезію покриття по всім трьом варіантам підкладок: Ее, Ті, Си. Цей результат можна пояснити, подібно прикладу 1, активною взаємодією рідкого олова з поверхнею підкладки на початковому етапі формування покриття при температурі 35070. В результаті між підкладкою та покриттям створюється градієнтна перехідна зона (зв'язуючий шар) товщиною 5 - бмкм. Наступним є шар А/Іг2гОз товщиною «40мкм (не показаний на фіг.5Б) і шар Аі2Оз ї- МдО» товщиною приблизно бомкм.First of all, it should be noted the good adhesion of the coating on all three types of substrates: Ee, Ti, Si. This result can be explained, similar to example 1, by the active interaction of liquid tin with the surface of the substrate at the initial stage of coating formation at a temperature of 35070. As a result, a gradient transition zone (binding layer) with a thickness of 5 µm is created between the substrate and the coating. Next is a 40 µm thick A/Ig2Oz layer (not shown in Fig. 5B) and a ~Bm thick Al2Oz and MdO layer.
Варіюючи розмірні й вагові параметри керамічної основи зливка А/г2Оз і фрагментів 2 і 6 можна у широких межах міняти склад, структуру та властивості наведеного вище захисного покриття на основі АІ2Оз.By varying the dimensional and weight parameters of the ceramic base of the A/g2Oz ingot and fragments 2 and 6, the composition, structure, and properties of the above-mentioned protective coating based on AI2Oz can be widely varied.
Приклад 5.Example 5.
Композиційний зливок складався з керамічної основи ТіС діаметром бО9мм, висотою 20мм і вагою «190Гг, фрагмента 2 у вигляді таблетки сплаву 1Оваг.9о АІ- 9Оваг. 95 Со діаметром 25мм, висотою 2мм, вагою 7г, а також фрагмента 6 з ТіВг у вигляді усіченого конуса з діаметром основи Збмм, висотою 10мм і вагою 22г. Які у попередньому прикладі, осадження здійснювалось у стаціонарних умовах на поверхню зразків із заліза.The composite ingot consisted of a TiS ceramic base with a diameter of 9mm, a height of 20mm and a weight of 190g, fragment 2 in the form of a tablet of the 1Ovag.9o AI-9Ovag alloy. 95 So with a diameter of 25 mm, a height of 2 mm, a weight of 7 g, as well as fragment 6 of TiVg in the form of a truncated cone with a base diameter of Zbmm, a height of 10 mm and a weight of 22 g. As in the previous example, deposition was carried out under stationary conditions on the surface of iron samples.
Температура попереднього підігрівання зразків - 900702. Потужність електронного променя для випаровування композиційного зливка була «25кВт. Середня швидкість конденсації становила 4 -- Змкм/хв.The sample preheating temperature is 900702. The power of the electron beam for vaporizing the composite ingot was 25 kW. The average rate of condensation was 4 - Zmcm/min.
На фіг.ба,6 представлена схема композиційного зливка варіанта 1 -2 - 6 і розподіл основних елементів по перерізу градієнтного твердого покриття на основі ТіС загальною товщиною «-110мкм, осадженого на підкладку із заліза при температурі 90076.Fig. 6 shows a diagram of a composite casting of variant 1 - 2 - 6 and the distribution of the main elements along the cross-section of a gradient solid coating based on TiS with a total thickness of -110 μm, deposited on an iron substrate at a temperature of 90076.
Легко бачити, що покриття містить перехідну зону (зв'язуючий шар) товщиною «1О0мкм, шар ТіС товщиною приблизно 40мкм і шар ТІС «з Тів» товщиною «6бОмкм.It is easy to see that the coating contains a transition zone (bonding layer) with a thickness of 100 μm, a TiC layer with a thickness of approximately 40 μm, and a TIC layer with TiV with a thickness of 6 μm.
Слід підкреслити, що подібний розподіл одержано також для керамічної основи зливка з ТіВг2, фрагмента 2 з аналогічного сплаву 1Оваг.9о А - 9Оваг.9о Со і фрагмента 6 з Тіс.It should be emphasized that a similar distribution was also obtained for the ceramic base of the ingot from TiVg2, fragment 2 from the similar alloy 1Ovag.9o A - 9Ovag.9o Co and fragment 6 from Tis.
3 23 2
А я Я "ДТ ; вожея 9 че ДНAnd I I "DT; guide 9 che DN
Кеаснвя ЕНН 6 7Keasnvya ENN 6 7
ФІГ.FIG.
Сі4Ніо (МІСЗА)Si4Nio (MISZA)
Е зо.E zo.
ФІГ. 2а не й : | | | ю ї й | | | іFIG. 2 and not : | | | yu yi and | | | and
СЛ о МБ | ЛА. оSL about MB | LA. at
Сплав МІСТ | Зв'язуючий шов поЖтю»Alloy MIST | Connecting suture
ФІГ. 25FIG. 25
МОгГАЇУMOgHAIU
Е-Я 13АЇІ-0,2у-2А5О5-84,87гО»2Е-Я 13АЙИ-0.2у-2А5О5-84.87гО»2
ФІГ. За во 40 і Ї то ! І 25FIG. For 40 and eat it! And 25
І І гл і Та 10009 І во й І зоI I hl i Ta 10009 I vo i I zo
МІ ІMI I
ІAND
ІAND
50 І І 2555 з | і Б50 I I 2555 with | and B
Ї Со І я ч і 40 І | ! 20 р і. і ІЙ о зо І ; - ; т і ф. м 0 м у НІYi So I i h i 40 I | ! 20 years and and ИЙ about zo I ; - ; t and f. m 0 m in NI
Рене ме5 Зв'язуючий шар 2гОЩУгОз) тен | тенет Р теоояол вн ло | -- ЖRene me5 Binding layer 2hОЩХУгОз) ten | tenet R teooyaol vn lo | -- Zh
ФІГ. ЗЬ 71054(75О) пи вл, нтFIG. Ж 71054(75О) pi vl, nt
Сео спреюSEO spray
Фіг. 4а І зо то 25Fig. 4a and zo are 25
Бо - 750 во Та: 1000" ж з 5 | 15 7 . 40 х о Се а т Ге 7.5 мкм зо х і І- зоBo - 750 vo Ta: 1000" z 5 | 15 7 . 40 x o Se a t Ge 7.5 μm zo x i Izo
Й лі АхY li Ah
І т, т за ! а й оAnd t, t for! and about
Керамічний шор !Ceramic blind!
І-- Ж - '--6 Я 6 ' 2 Ж («6 6 '«| Я Ол Я ОлІ-- Ж - '--6 I 6 ' 2 Ж («6 6 '«| I Ol I Ol
ФІГ. 465 4851п520ОгFIG. 465 4851p520Ohm
ФІГ. ба о 100 8 т Ч ба НеFIG. ba o 100 8 t Ch ba No
І Тах ЗБО'Є 7 во т Н Н щи 6And Takh ZBOYE 7 vo t N N shchi 6
А з» Ст а 5 р. Зо 5 во Е г га МА о 28 е й о І б б |5 уки А ання 2 бю яю ' у /щу ме їмо / Чл 1 1 о Цї 2 збмкм й І-А щі 1 0 0 їх З Щ вA z» St a 5 r. Zo 5 vo E g ha MA o 28 e i o I b b |5 uki A annia 2 byu yayu ' in /schu me yimo / Chl 1 1 o Tsi 2 zbmkm and I-A shchi 1 0 0 of them Z Shch c
Підкладка (Ті) Покриття же « Я т 2 - ж|-жх5- 2 - - - - 2-2 - 2 5 Ху теки т ттнтнннян С ян о ЄС А З Я воLining (Ti) Covering « I t 2 - ж|-жх5- 2 - - - - 2-2 - 2 5
ФІГ. БЬ 10АІЗОСОFIG. BH 10AIZOSO
ШОSho
Ті Во "ФІГ. ваTi Vo "FIG. va
100 речечу 25 : т х 8002С ' с п їСо - ті ва ! 20 (Х і з | е -5 80 Ї 1528х100 words 25: тх 8002С ' s p iSo - tiva ! 20 (X i z | e -5 80 Y 1528x
Ф Л рі а та ше а ; | ча 8 40 ! 10 о ККУ - аF L ri a and she a ; | cha 8 40 ! 10 o'clock KKU - a
Підкладка Ре Покриття -е---ШВ21 БЖ» - - ' - - --- ---5 :------- и и « - жіLining Re Coating -е---ШВ21 БЖ» - - ' - - --- ---5 :------- и и « - жи
ФІГ брFIG
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA99115973A UA56228C2 (en) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | Composite ingot for producing by evaporating a functionally gradient cover with outer ceramic layer on metal lining (versions) |
DE60044800T DE60044800D1 (en) | 1999-11-01 | 2000-10-28 | Process for producing a gradient coating by evaporation from a composite block |
EP00123600A EP1096037B1 (en) | 1999-11-01 | 2000-10-28 | Method for producing a gradient coating by evaporation from a composite ingot |
US10/040,518 US6669989B2 (en) | 1999-11-01 | 2001-11-07 | Method for producing by evaporation a functionally graded coating with an outer ceramic layer on a metal substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA99115973A UA56228C2 (en) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | Composite ingot for producing by evaporating a functionally gradient cover with outer ceramic layer on metal lining (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA56228C2 true UA56228C2 (en) | 2003-05-15 |
Family
ID=21689406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA99115973A UA56228C2 (en) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | Composite ingot for producing by evaporating a functionally gradient cover with outer ceramic layer on metal lining (versions) |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6669989B2 (en) |
EP (1) | EP1096037B1 (en) |
DE (1) | DE60044800D1 (en) |
UA (1) | UA56228C2 (en) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7208195B2 (en) * | 2002-03-27 | 2007-04-24 | Ener1Group, Inc. | Methods and apparatus for deposition of thin films |
US7393416B2 (en) * | 2002-08-27 | 2008-07-01 | General Electric Company | Vapor deposition process and apparatus therefor |
DE10244439A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-03-25 | Mathys Orthopädie GmbH | Endoprosthesis component used as an artificial joint comprises a ceramic material containing aluminum oxide and zirconium (di)oxide |
FR2861423B1 (en) * | 2003-10-28 | 2008-05-30 | Snecma Moteurs | GAS TURBINE PIECE HAVING A PROTECTIVE COATING AND METHOD OF MAKING A COATING COATING ON A SUPERALLIATION METALLIC SUBSTRATE |
US6933058B2 (en) * | 2003-12-01 | 2005-08-23 | General Electric Company | Beta-phase nickel aluminide coating |
JP4607530B2 (en) * | 2004-09-28 | 2011-01-05 | 株式会社日立製作所 | Heat resistant member having a thermal barrier coating and gas turbine |
US20070003416A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | General Electric Company | Niobium silicide-based turbine components, and related methods for laser deposition |
EP1806425A1 (en) * | 2006-01-09 | 2007-07-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for coating a substrate |
US20070160775A1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-07-12 | General Electric Company | Physical vapor deposition process and apparatus therefor |
US7804172B2 (en) * | 2006-01-10 | 2010-09-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Electrical connections made with dissimilar metals |
KR101084234B1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-11-16 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | Deposition source, Deposition apparatus using the same and method for forming thin film |
EP2345748A1 (en) * | 2010-01-14 | 2011-07-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Alloy, protective layer and component |
US20130236659A1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Honeywell International Inc. | Methods for vapor depositing high temperature coatings on gas turbine engine components utilizing pre-alloyed pucks |
US9737933B2 (en) * | 2012-09-28 | 2017-08-22 | General Electric Company | Process of fabricating a shield and process of preparing a component |
DE112014001520B4 (en) * | 2013-03-21 | 2023-06-15 | Kennametal Inc. | Coatings for cutting tools |
CN105051248B (en) | 2013-03-21 | 2018-03-20 | 钴碳化钨硬质合金公司 | Coating for cutting tool |
US9371580B2 (en) | 2013-03-21 | 2016-06-21 | Kennametal Inc. | Coated body wherein the coating scheme includes a coating layer of TiAl2O3 and method of making the same |
US9719175B2 (en) | 2014-09-30 | 2017-08-01 | Kennametal Inc. | Multilayer structured coatings for cutting tools |
RU2667191C1 (en) * | 2017-09-28 | 2018-09-17 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО НПЦ газотурбостроения "Салют") | Method of producing titanium alloy multilayer protective coating of turbomachine blades |
US11167375B2 (en) | 2018-08-10 | 2021-11-09 | The Research Foundation For The State University Of New York | Additive manufacturing processes and additively manufactured products |
CN114807855A (en) * | 2022-04-19 | 2022-07-29 | 中国航发动力股份有限公司 | Process method for preparing thermal barrier coating containing diffusion-resistant layer by EB-PVD one-step method |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1127093B (en) * | 1957-07-12 | 1962-04-05 | Plansee Metallwerk | Sintered hard material alloy of high hardness, wear resistance and corrosion resistance |
US3181968A (en) * | 1960-07-25 | 1965-05-04 | Union Carbide Corp | Methods for metal vaporization |
US4401697A (en) | 1980-01-07 | 1983-08-30 | United Technologies Corporation | Method for producing columnar grain ceramic thermal barrier coatings |
US4373952A (en) * | 1981-10-19 | 1983-02-15 | Gte Products Corporation | Intermetallic composite |
US4676994A (en) | 1983-06-15 | 1987-06-30 | The Boc Group, Inc. | Adherent ceramic coatings |
JPS62202868A (en) * | 1986-02-27 | 1987-09-07 | 電気化学工業株式会社 | Electroconductive ceramic and manufacture |
US4880614A (en) | 1988-11-03 | 1989-11-14 | Allied-Signal Inc. | Ceramic thermal barrier coating with alumina interlayer |
CN1074689C (en) * | 1996-04-04 | 2001-11-14 | E·O·帕通电子焊接研究院电子束工艺国际中心 | Method of producing on substrate of protective coatings with chemical composition and structure gradient across thickness and with top ceramic layer |
GB9612811D0 (en) | 1996-06-19 | 1996-08-21 | Rolls Royce Plc | A thermal barrier coating for a superalloy article and a method of application thereof |
US5773078A (en) | 1996-06-24 | 1998-06-30 | General Electric Company | Method for depositing zirconium oxide on a substrate |
US5891267A (en) | 1997-01-16 | 1999-04-06 | General Electric Company | Thermal barrier coating system and method therefor |
UA30804C2 (en) * | 1998-06-04 | 2002-07-15 | Юнайтед Технолоджіз Корпорейшн Пратт Енд Уітні | A composition for obtaining a protective gradient coating on a metal substrate by electron evaporation and condensation in vacuum |
US6287644B1 (en) * | 1999-07-02 | 2001-09-11 | General Electric Company | Continuously-graded bond coat and method of manufacture |
-
1999
- 1999-11-01 UA UA99115973A patent/UA56228C2/en unknown
-
2000
- 2000-10-28 EP EP00123600A patent/EP1096037B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-28 DE DE60044800T patent/DE60044800D1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-11-07 US US10/040,518 patent/US6669989B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1096037A2 (en) | 2001-05-02 |
US20020081447A1 (en) | 2002-06-27 |
DE60044800D1 (en) | 2010-09-23 |
EP1096037B1 (en) | 2010-08-11 |
US6669989B2 (en) | 2003-12-30 |
EP1096037A3 (en) | 2006-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA56228C2 (en) | Composite ingot for producing by evaporating a functionally gradient cover with outer ceramic layer on metal lining (versions) | |
Movchan | Functionally graded EB PVD coatings | |
Movchan et al. | Graded thermal barrier coatings, deposited by EB-PVD | |
EP1584704A1 (en) | Method for protecting articles, and related compositions | |
RU2009139229A (en) | HEAT-RESISTANT COMPONENT | |
KR20140111282A (en) | Piston ring | |
US6152040A (en) | Shaped charge and explosively formed penetrator liners and process for making same | |
KR100847911B1 (en) | Metal material for foundry machine part, member for contact with molten aluminum, and process for producing the same | |
US6284691B1 (en) | Yttria-stabilized zirconia feed material | |
CN104911581B (en) | A kind of coating of high-entropy alloy containing Cu with liquid phase separation tissue and preparation method thereof | |
Grechanyuk et al. | Precipitation-strengthened and microlayered bulk copper-and molybdenum-based nanocrystalline materials produced by high-speed electron-beam evaporation–condensation in vacuum: structure and phase composition | |
EP1391533B1 (en) | Method for protecting articles, and related compositions | |
RU2120494C1 (en) | Method of applying protective coatings with chemical composition and structure gradient along its thickness with outside ceramic layer (version) | |
EP0969115B1 (en) | Method of vacuum vaporization of metals | |
Li et al. | Ni/Ni3Al microlaminate composite produced by EB-PVD and the mechanical properties | |
EP2636765A1 (en) | Methods for vapor depositing high temperature coatings on gas turbine engine components utilizing pre-alloyed pucks | |
WO2001049892A1 (en) | A method of forming on a substrate a coating of complex alloy containing elements whose evaporation temperatures differ by more than 350 °c | |
Dutta et al. | Advancement in Titanium Aluminide and its High Temperature Oxidation Behaviour | |
JPH11323537A (en) | Electron beam applying method of leaderless coating | |
JP4361213B2 (en) | Composition for forming a gradient protective coating on a metallic substrate by evaporation and condensation with an electron beam under vacuum | |
JP2941936B2 (en) | Heat-resistant body | |
JPH05295408A (en) | Production of rapidly cooled and solidified powder using inclined function material | |
Grechanyuk et al. | Part 1 Composition Materials with Metal Matrix Condensed from the Vapor Phase | |
EP1126044A1 (en) | High purity yttria stabilized zirconia for physical vapor deposition | |
GILMORE et al. | Stabilized zirconia/CoCrAlY high temperature coating(Patent) |